Вискозиметр (варианты) и способ определения вязкости среды

Вискозиметр (варианты) и способ определения вязкости среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к вискозиметру (варианты) для измерения вязкости протекающей в трубопроводе среды, а также к способу определения вязкости среды.

В измерительной технике и в технике автоматизации для определения вязкости протекающей в трубопроводе среды, в частности жидкости, часто применяются такие измерительные устройства, которые с помощью преобразователя вибрационного типа и соединенной с ним электронной схемы измерительного устройства вызывают в протекающей среде силы трения и создают в зависимости от них измерительный сигнал, представляющий соответствующую вязкость.

Такие вискозиметры описаны, например, в US-A 4524610 или в WO-А 95/16897, при этом вискозиметры содержат:

- преобразователь вибрационного типа, содержащий по существу прямую, соединенную с трубопроводом и при работе вибрирующую измерительную трубу для пропускания среды, устройство возбуждения для вызывания вибраций измерительной трубы, при этом воображаемая средняя ось вибрирующей измерительной трубы остается неизменной по своей форме и пространственному положению, так что измерительная труба не покидает своего заданного статического положения покоя, и систему датчиков для измерения вибраций измерительной трубы и для создания по меньшей мере одного сигнала датчика, представляющего вибрации измерительной трубы, а также

- электронную систему измерительного устройства, которая поставляет ток возбуждения, питающий систему возбуждения, и по меньшей мере одну величину измерения, представляющую моментальную вязкость среды, при этом электронная система измерительного устройства с помощью по меньшей мере одного сигнала датчика устанавливает ток возбуждения и с помощью тока возбуждения создает внутреннюю промежуточную величину, представляющую моментальные трения в среде, и при этом электронная система измерительного устройства определяет величину измерения вязкости с использованием внутренней промежуточной величины.

Однако было установлено, что определенная на основе тока возбуждения величина измерения вязкости, в частности, в лабораторных условиях может иметь значительные погрешности измерения по существу постоянно удерживаемой вязкости и плотности, которые могут составлять до стократного превышения действительной вязкости среды.

В US-A 4524610 уже обозначена возможная причина этой проблемы, а именно то обстоятельство, что на стенке измерительной трубы могут оседать пузырьки газа, вносимого в измерительную трубу средой. Для устранения проблемы предлагается выполнять преобразователь так, что прямая измерительная труба проходит по существу вертикально и тем самым предотвращается оседание пузырьков газа. Однако в данном случае речь идет об очень специальном, в частности, лишь условно реализуемом в технике измерения промышленных процессов решении. А именно, с одной стороны, в этом случае необходимо приспосабливать трубопровод, в который следует ввести преобразователь, а не наоборот, что вряд ли можно ожидать от пользователя. С другой стороны, измерительные трубы, как указывалось выше, могут иметь изогнутую форму трубы, так что проблему нельзя решить также за счет выбора положения установки. Кроме того, было установлено, что указанные выше искажения величины измерения вязкости нельзя существенно снизить также при применении вертикально установленной, прямой измерительной трубы. Кроме того, с помощью этого способа также нельзя устранить дополнительно установленные колебания величины измерения вязкости при протекающей среде.

Задача изобретения состоит в создании вискозиметра для сред, который, в частности, также при протекающей среде обеспечивает получение по существу независимо, с одной стороны, от положения установки измерительной трубы и, с другой стороны, от колебаний измерительной трубы высокоточной и возможно устойчивой величины измерения вязкости.

Эта задача решается в вискозиметре для измерения вязкости протекающей в трубопроводе среды, при этом вискозиметр, согласно первому варианту выполнения изобретения, содержит:

- преобразователь вибрационного типа, содержащий по меньшей мере одну соединенную с трубопроводом, при работе вибрирующую измерительную трубу для прохождения среды и для создания действующих в среде сил трения и устройство возбуждения для обеспечения вибрации по меньшей мере одной измерительной трубы, а также

- электронную систему измерительного устройства, которая поставляет питающий устройство возбуждения ток возбуждения и величину измерения вязкости, представляющую мгновенную вязкость среды, при этом электронная система измерительного устройства создает связанную с током возбуждения и представляющую действующие в среде силы трения первую внутреннюю промежуточную величину, и представляющую неоднородности в среде вторую внутреннюю промежуточную величину, и при этом электронная система измерительного устройства определяет величину измерения вязкости с использованием первой и второй внутренних промежуточных величин.

Кроме того, изобретение состоит в создании вискозиметра для измерения вязкости протекающей в трубопроводе среды, при этом вискозиметр, согласно второму варианту выполнения изобретения, содержит:

- преобразователь, в частности, изгибно-колебательного типа, содержащий по меньшей мере одну соединенную с трубопроводом, при работе вибрирующую измерительную трубу для прохождения среды и для создания действующих в среде сил трения и устройство возбуждения для обеспечения вибрации по меньшей мере одной измерительной трубы, а также систему датчиков для измерения вибраций измерительной трубы и для создания по меньшей мере одного представляющего эти вибрации первого сигнала датчика, и

- электронную систему измерительного устройства, которая поставляет питающий устройство возбуждения ток возбуждения и величину измерения вязкости, представляющую мгновенную вязкость среды, при этом электронная система измерительного устройства выводит из по меньшей мере первого сигнала датчика сигнал регулирования амплитуды, служащий для регулирования тока возбуждения, и определяет величину измерения вязкости на основании по меньшей мере первого сигнала датчика и на основании сигнала регулирования амплитуды.

Задачей изобретения является также создание способа определения вязкости протекающей в измерительной трубе среды, содержащего следующие стадии:

- подачу тока возбуждения в механически связанное с проводящей среду измерительной трубой устройство возбуждения для вызывания механических колебаний, в частности изгибных колебаний измерительной трубы,

- обеспечение вибраций измерительной трубы для создания в среде внутренних сил трения,

- измерение вибраций измерительной трубы для создания представляющей действующие в среде силы трения первой промежуточной величины,

- создание выборки первых внутренних промежуточных величин,

- определение представляющей неоднородности в среде второй внутренней промежуточной величины с использованием выборки, а также

- создание представляющей вязкость величины измерения вязкости на основании обеих внутренних промежуточных величин.

Согласно первому предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, электронная система измерительного устройства определяет вторую внутреннюю промежуточную величину на основе тока возбуждения.

Согласно второму предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, вибрирующая измерительная труба колеблется для создания действующих в среде сил трения, по меньшей мере, частично в режиме изгибных колебаний.

Согласно третьему предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, электронная система измерительного устройства для создания величины измерения вязкости определяет на основе, по меньшей мере, первого сигнала датчика величину измерения скорости, которая представляет движения, вызывающие в среде силы трения.

Согласно четвертому предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, электронная система измерительного устройства определяет связанную с током возбуждения и представляющую действующие в среде силы трения первую внутреннюю промежуточную величину на основе сигнала регулирования амплитуды.

Согласно пятому предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, электронная система измерительного устройства для создания величины измерения вязкости нормирует первую внутреннюю промежуточную величину относительно величины измерения скорости.

Согласно шестому предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, электронная система измерительного устройства содержит энергозависимую память данных, в которой хранится выборка первых внутренних промежуточных величин, и электронная система измерительного устройства создает с помощью выборки вторую внутреннюю промежуточную величину.

Согласно седьмому предпочтительному варианту выполнения вискозиметра, согласно изобретению, для создания второй внутренней промежуточной величины служит оцениваемое с помощью выборки стандартное отклонение первой внутренней промежуточной величины.

Согласно первому предпочтительному варианту выполнения способа, согласно изобретению, создают, по меньшей мере, один представляющий вибрации измерительной трубы сигнал датчика и регулируют ток возбуждения с использованием, по меньшей мере, одного сигнала датчика.

Согласно второму предпочтительному варианту выполнения способа, согласно изобретению, определяют величину измерения скорости с использованием сигнала датчика, которая, представляет скорость вызывающего действующие в среде силы трения движения, и нормируют первую внутреннюю промежуточную величину относительно величины измерения скорости.

Изобретение основывается, в частности, на понимании того, что подаваемый в преобразователь для поддержания вибраций измерительной трубы ток возбуждения и тем самым также выводимая из него величина измерения вязкости в не пропорционально высокой степени может зависеть от неоднородностей среды, например, от включенных пузырьков газа или твердых частиц. Кроме того, в основу изобретения положено понимание того, что мощность возбуждения очень простым образом можно очень точно измерять также с помощью создаваемых внутри электронной системы измерительного устройства сигналов или величин регулирования, и что как сигналы регулирования мощности возбуждения, так и действительно подаваемая мощность возбуждения, в частности, также при колебаниях измерительной трубы с регулируемой постоянной амплитудой колебаний, сами по себе являются слишком неточными для устойчивого измерения вязкости.

Основная идея изобретения состоит в том, чтобы исходя из мощности возбуждения, в частности, независимо также от типа среды, определять внутреннюю величину измерения, которая представляет влияющие на измерение вязкости неоднородности среды и является мерой их влияния на величину измерения вязкости.

Кроме того, другая основная идея изобретения состоит в том, чтобы измерять величину измерения вязкости на основании создаваемых в электронной системе измерительного устройства внутренних сигналов иле величин регулирования и на основании вибраций измерительной трубы. которые поддерживаются действительно подаваемой мощностью возбуждения. Это практически опосредованное измерение мощности возбуждения имеет то преимущество, что можно отказаться от дополнительного измерения подаваемой мощности возбуждения с целью определения величины измерения вязкости.

Поэтому другое преимущество изобретения состоит также в том, что его можно осуществлять, например, в обычных предлагаемых на рынке устройствах измерения весового расхода и плотности, действующих по принципу Кориолиса, и практически также независимо от конкретного вида и количества применяемых в соответствующем преобразователе измерительных труб, т.е. также без принципиального изменения механической конструкции преобразователя.

Ниже приводится подробное описание изобретения и дополнительных преимуществ на основе примеров выполнения, которые показаны на чертежах. Одинаковые части на различных фигурах обозначены одинаковыми позициями. Когда это необходимо для наглядности, указание уже присвоенных позиций на последующих фигурах не приводится. На фигурах изображено:

фиг.1 - вискозиметр, служащий для создания величины измерения вязкости, в изометрической проекции на виде сбоку;

фиг.2 - блок-схема предпочтительного варианта выполнения электронной системы измерительного устройства, пригодной для вискозиметра, согласно фиг.1;

фиг.3 - частичный разрез примера выполнения преобразователя вибрационного типа, пригодного для вискозиметра, согласно фиг.1, в изометрической проекции на виде с одной стороны;

фиг.4 - преобразователь согласно фиг.3 в изометрической проекции на виде с другой стороны;

фиг.5 - пример выполнения электромеханического устройства возбуждения для преобразователя согласно фиг.3;

фиг.6 - график определения величины измерения вязкости в электронной системе измерительного устройства в качестве иллюстрации осуществления стадий способа.

На фиг.1 показан вискозиметр, содержащий преобразователь 10, предпочтительно расположенный в корпусе 100 преобразователя, а также электронную систему 50 измерительного устройства, размещенную в корпусе 200 и, как показано на фиг.2, электрически соединенную с преобразователем 10. Вискозиметр служит, в частности, для измерения вязкости η протекающей в трубопроводе (не изображен) среды и отображения в величине Х_η измерения вязкости, представляющей мгновенную вязкость η. Для этой цели во время работы с помощью приводимого в действие электронной системой 50 преобразователя 10 создают в протекающей среде силы трения, которые зависят от вязкости η и поддаются измерению, т.е. их можно измерять с помощью преобразователя 10 и оценивать с помощью электронной системы.

В предпочтительном случае, когда вискозиметр предусмотрен для подключения к полевой шине, электронная система 50 измерительного устройства, в частности, программируемая имеет соответствующий интерфейс связи для обмена данными, например для передачи измерительных данных в вышестоящую систему управления с программируемой памятью или в вышестоящую систему управления процессом.

На фиг.3 и 4 показан вариант выполнения преобразователя 10 в виде узла преобразования физических колебаний в электрические. Конструкция такого узла преобразования подробно описана, например, в US-A 6006609. Такие преобразователи уже используются в коммерчески доступных измерителях весового расхода и плотности, действующих по принципу Кориолиса, предлагаемых, например, заявителем в виде серии "PROMASS I".

Для направления подлежащей измерению среды преобразователь 10 содержит по меньшей мере одну измерительную трубу 13 с заданным, упруго деформируемым внутренним каналом 13А и заданным номинальным диаметром, которая имеет впускной конец 11 и выпускной конец 12. Используемое в данном случае понятие "упругая деформация" внутреннего канала 13А означает, что для создания реактивных сил в среде, т.е. сил, характеризующих среду, а именно сил срезания или трения, а также сил Кориолиса и/или сил инерции трехмерная форма и/или пространственное положение внутреннего канала 13А во время работы изменяется заданным циклическим образом, в частности, периодически в пределах диапазона упругости измерительной трубы 13; смотри, например, US-A 4801897, US-A 5648616, US-A 5796011 и/или US-A 6006609.

Следует отметить, что вместо преобразователя, согласно варианту выполнения, показанному на фиг.3 и 4, можно использовать фактически любой преобразователь, известный для специалистов в данной области техники, предназначенный для измерителей расхода и плотности, работающих по принципу Кориолиса, в частности преобразователь изгибного типа с изогнутой или прямой измерительной трубой, вибрирующей полностью или по меньшей мере частично в изгибной моде. Другие подходящие осуществления узла преобразования для преобразователя 10 описаны, например, в US-A 5301557, 5357811, 5557973, 5602345, 5648616 или 5796011, полное содержание которых включается в данное описание.

Наиболее подходящими для измерительной трубы 13, в данном случае по существу прямой трубы, материалами являются, например, сплавы титана. Вместо сплавов титана для таких измерительных труб, в частности для изогнутых труб, можно использовать другие материалы, такие как нержавеющая сталь или цирконий.

Измерительная труба 13, которая обычным образом соединена со стороны впуска и со стороны выпуска с подводящим, соответственно, отводящим среду трубопроводом, установлена с возможностью колебаний в жесткой, в частности жесткой на изгиб и кручение, несущей раме 14, предпочтительно закрытой корпусом 100 преобразователя.

Несущая рама 14 закреплена со стороны впуска с помощью впускной пластины 213 и со стороны выпуска - с помощью выпускной пластины 223, при этом через обе пластины проходят соответствующие удлинительные части измерительной трубы 13. Кроме того, несущая рама 14 имеет первую боковую пластину 24 и вторую боковую пластину 34, при этом обе боковые пластины 24, 34 так зафиксированы на впускной пластине 213 и выпускной пластине 223, что они расположены по существу параллельно измерительной трубе 13, а также на расстоянии от нее и друг от друга, как показано на фиг.3. Таким образом, обращенные друг к другу боковые поверхности обеих боковых пластин 24, 34 также параллельны друг другу.

На боковых пластинах 24, 34 на расстоянии от измерительной трубы 13 предпочтительно закреплен продольный стержень 25, который служит в качестве противовеса, гасящего колебания измерительной трубы 13. Как показано на фиг.4, продольный стержень 25 проходит практически параллельно всей способной колебаться длине измерительной трубы 13; это не является обязательным, продольный стержень 25 может быть, естественно, при необходимости выполнен более коротким.

Таким образом, несущая рама 14 с обеими боковыми пластинами 24, 34, впускной пластиной 213, выпускной пластиной 223 и при необходимости продольным стержнем 25 имеет продольную линию тяжести, которая проходит по существу параллельно воображаемой средней оси 13В измерительной трубы, соединяющей впускной конец 11 и выпускной конец 12.

На фиг.3 и 4 с помощью головок изображенных винтов показано, что указанную фиксацию боковых пластин 24, 34 на впускной пластине 213, на выпускной пластине 223 и на продольном стержне 25 можно выполнять с помощью винтов; однако можно применять также другие пригодные и для специалистов известные виды крепления.

В случае, когда преобразователь 10 необходимо монтировать на трубопроводе разъемно, на измерительной трубе 13 предпочтительно выполнен на стороне впуска первый фланец 19, а на стороне выпуска - второй фланец 20, как показано на фиг.1; однако вместо фланцев 19, 20 можно использовать, например, так называемые трехзажимные соединения, показанные на фиг.3, для разъемного соединения с трубопроводом. При необходимости измерительную трубу 13 можно также непосредственно соединять с трубопроводом, например, с помощью сварки или твердой пайки.

Для создания указанных выше сил трения измерительная труба 13 во время работы преобразователя 10 вибрирует под действием соединенного с измерительной трубой электромеханического устройства 16 возбуждения с заданной частотой колебаний, в частности, с зависящей от плотности ρ среды естественной резонансной частотой, в так называемом полезном режиме, и тем самым упруго деформируется заданным образом.

В показанном примере выполнения вибрирующая измерительная труба 13, как обычно в таких системах преобразования изгибно-колебательного типа, пространственно, в частности, латерально отклоняется из статического положения покоя; то же относится практически к таким системам преобразования, в которых одна или несколько изогнутых измерительных труб выполняют при работе, как известно, консольные колебания вокруг соответствующей воображаемой продольной оси, соединяющей впускной и выпускной концы, или же в таких системах преобразования, в которых одна или несколько прямых измерительных труб выполняют лишь плоские изгибные колебания вокруг своих продольных осей. В других случаях, когда в качестве преобразователя 10 служит, как, например, описано в WO-A 95/16897, система преобразования радиально-колебательного типа и вибрирующая измерительная труба деформируется обычным образом симметрично, измерительная труба остается по существу в своем статическом положении покоя.

Устройство 16 возбуждения служит для создания, посредством преобразования подаваемой электронной системой 50 измерительного устройства электрической мощности Р_ехс возбуждения, силы F_exc возбуждения, действующей на измерительную трубу 13. Мощность Р_ехс возбуждения служит практически лишь для компенсации части мощности, теряемой на механическое и внутреннее трение среды системы колебаний. Для обеспечения возможно высокого коэффициента полезного действия мощность Р_ехс предпочтительно устанавливать по возможности точно так, чтобы поддерживать по существу колебания измерительной трубы 13 в полезном режиме, например, с возможно низкой резонансной частотой.

С целью передачи силы F_exc возбуждения на измерительную трубу 13, устройство 16 возбуждения, как показано на фиг.5, имеет жесткую, приводимую в действие электромагнитно и/или электродинамически рычажную систему 15, содержащую фиксированную без возможности изгиба на измерительной трубе 13 консоль 154 и ярмо 163. Ярмо 163 зафиксировано также без возможности изгиба на удаленном от измерительной трубы 13 конце консоли 154, а именно так, что оно расположено над измерительной трубой 13 и поперек нее. В качестве консоли 154 может служить, например, металлическая шайба, в отверстии которой размешается измерительная труба 13. Другие подходящие варианты выполнения рычажной системы 15 указаны в уже упомянутом US-A 6006609. В данном случае Т-образная рычажная система 15 расположена, как показано на фиг.3, так, что она воздействует на измерительную трубу примерно посредине между впускным и выпускным концами 11, 12, за счет чего она выполняет при работе свое максимальное латеральное отклонение посредине.

Для приведения в действие рычажной системы 15 устройство 16 возбуждения содержит, как показано на фиг.5, первую катушку 26 возбуждения и соответствующий первый постоянно магнитный якорь 27, а также вторую катушку 36 возбуждения и соответствующий второй постоянно магнитный якорь 37. Обе соединенные электрически, предпочтительно последовательно, катушки 26, 36 возбуждения установлены, в частности, съемно по обеим сторонам измерительной трубы 13 под ярмом 163 на несущей раме 14 так, что они во время работы взаимодействуют с соответствующим им якорем 27, соответственно, 37; обе катушки 26, 36 при необходимости можно соединять, естественно, параллельно друг другу.

Как показано на фиг.3 и 5, оба якоря 27, 37 зафиксированы на расстоянии друг от друга на ярме 163 так, что при работе преобразователя 10 якорь 27 пронизывается по существу магнитным полем катушки 26 возбуждения, а якорь 37 - по существу магнитным полем катушки 36 возбуждения, и движется на основе соответствующих электродинамических и/или электромагнитных силовых воздействий.

Создаваемые с помощью магнитных полей катушек 26, 36 движения якорей 27, 37 передаются через ярмо 163 и консоль 154 на измерительную трубу 13. Эти движения якорей 27, 37 осуществляются так, что ярмо 163 попеременно отклоняется из своего положения покоя в направлении боковой пластины 24 или в направлении боковой пластины 34. Соответствующая ось поворота, параллельная уже упомянутой средней оси 13В измерительной трубы, может проходить, например, через консоль 154. Кроме того, в частности, для удерживания катушек 26, 36 возбуждения и, при необходимости, отдельных компонентов устройства 217 магнитного торможения, описание которого будет приведено ниже, несущая рама 14 предпочтительно содержит соединенный, в частности, разъемно с боковыми пластинами 24, 34 держатель 29 для электромагнитного устройства 16 возбуждения.

В измерительном датчике 10, согласно примеру выполнения, боковые отклонения неподвижно зажатой на впускном конце 11 и на выпускном конце 12 измерительной трубы 13 вызывают одновременно упругую деформацию внутреннего канала 13А измерительной трубы, который выполнен практически по всей длине измерительной трубы 13.

Кроме того, в преобразователе, согласно примеру выполнения, в измерительной трубе 13 на основе действующего на нее через рычажную систему 15 крутящего момента одновременно с боковыми отклонениями вызываются, по меньшей мере на отдельных участках, крутильные скручивания средней оси 13В измерительной трубы, так что она практически колеблется в режиме изгибных и крутильных колебаний, который служит в качестве полезного режима. При этом скручивание измерительной трубы 13 может выполняться так, что боковое отклонение удаленного от измерительной трубы 13 конца консоли 154 направлено в одну сторону или противоположно боковому отклонению измерительной трубы 13. Другими словами, измерительная труба 13 может выполнять крутильные колебания в соответствующем первому случаю первом режиме изгибных и крутильных колебаний или же в соответствующем последнему случаю втором режиме изгибных и крутильных колебаний, при этом в преобразователе 10, согласно примеру выполнения, естественная резонансная частота второго режима изгибных и крутильных колебаний, равная, например, 900 Гц, приблизительно в два раза превышает частоту первого режима изгибных и крутильных колебаний.

В предпочтительном случае, когда измерительная труба 13 во время работы должна выполнять колебания только во втором режиме изгибных и крутильных колебаний, в устройство 16 возбуждения предпочтительно интегрировано основанное на принципе вихревых токов устройство 217 магнитного торможения, которое служит для стабилизации положения этой оси вращения. Таким образом, с помощью устройства 217 магнитного торможения можно обеспечить, что измерительная труба 13 всегда колеблется во втором режиме изгибных и крутильных колебаний, и тем самым возможные помеховые влияния на измерительную трубу 13 не приводят к спонтанному переходу в другой, в частности, в первый режим изгибных и крутильных колебаний. Подробное описание такого устройства магнитного торможения приведено, например, в US-A 6006609; кроме того, применение таких устройств магнитного торможения уже известно из преобразователей упомянутой серии "PROMASS I".

Следует еще отметить, что в отклоняемой таким образом в соответствии со вторым режимом изгибных и крутильных колебаний измерительной трубе 13 воображаемая средняя ось 13В измерительной трубы практически слегка деформируется и тем самым при колебаниях натягивает не плоскость, а слабо изогнутую поверхность. Кроме того, лежащая на этой поверхности, описываемая средней точкой средней оси измерительной трубы траектория имеет наименьшую кривизну всех описываемых средней осью измерительной трубы траекторий.

Для обнаружения деформаций измерительной трубы 13 преобразователь 10 дополнительно содержит систему 60 датчиков, которая с помощью по меньшей мере одного реагирующего на вибрации измерительной трубы 13 датчика 17 создает представляющий эти вибрации первый, в частности, аналоговый сигнал s₁ датчика. Датчик 17 может быть образован, например, как это является обычным в таких преобразователях, с помощью фиксированной на измерительной трубе 13 и удерживаемой на несущей раме 14 катушки датчика, взаимодействующей с якорем из постоянного магнита.

В качестве датчика 17 можно использовать, в частности, такие датчики, которые на основе электродинамического принципа измеряют скорость отклонений измерительной трубы. Однако можно применять также измеряющие ускорение электродинамические, а также измеряющие путь резистивные или оптические датчики. Естественно, можно использовать также другие, известные для специалистов в данной области техники и пригодные для обнаружения таких вибраций датчики.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, система 60 датчиков дополнительно содержит, в частности, идентичный первому датчику 17 второй датчик 18, с помощью которого она поставляет также представляющий колебания измерительной трубы второй сигнал s₂ датчика. В этом варианте выполнения оба датчика 17, 18 расположены в преобразователе 10 вдоль измерительной трубы 13 на расстоянии, в частности на равном расстоянии, от середины измерительной трубы 13, так что с помощью системы 60 датчиков измеряются по месту вибрации измерительной трубы 13 как на стороне впуска, так и на стороне выпуска и преобразуются в соответствующие сигналы s₁, соответственно, s₂ датчиков.

Первый и, возможно, второй сигнал s₁, соответственно, s₂ датчика, каждый из которых обычно имеет соответствующую моментальной частоте колебаний измерительной трубы 13 частоту сигнала, подаются, как показано на фиг.2, в электронную систему 50 измерительного устройства.

Для приведения в вибрацию измерительной трубы 13 в устройство 16 возбуждения подается создаваемый электронной системой 50 измерительного устройства, также колебательный, униполярный или биполярный ток i_exc с регулируемой амплитудой и регулируемой частотой f_exc, так что он во время работы проходит через катушки возбуждения 26, 36 и создает соответствующим образом необходимые для движения якорей 27, 37 магнитные поля. Таким образом, можно контролировать и регулировать необходимую для вибрирования измерительной трубы 13 силу F_exc возбуждения известным для специалистов в данной области техники образом, например с помощью схемы регулирования тока и/или напряжения для регулирования амплитуды и, например, с помощью контура регулирования фазы для регулирования частоты. Поставляемый электронной системой 50 измерительного устройства ток i_exc возбуждения предпочтительно является синусоидальным; однако он может быть также импульсным, треугольным или прямоугольным по форме переменным током.

Частота f_exc возбуждения тока i_exc возбуждения соответствует, как это является обычным в устройствах измерения вибраций указанного типа, заданной частоте колебаний измерительной трубы 13 и поэтому предпочтительно устанавливается равной моментальной естественной резонансной частоте измерительной трубы 13, пропускающей среду. Как указывалось выше, для преобразователя 10, согласно примеру выполнения, предлагается пропускать через обе катушки 26, 36 возбуждения ток i_exc возбуждения и выбирать его частоту f_exc возбуждения так, чтобы латерально колеблющаяся измерительная труба 13 по возможности закручивалась исключительно в соответствии со вторым режимом изгибных и крутильных колебаний.

Для создания и регулирования тока i_exc возбуждения электронная система 50 измерительного устройства содержит соответствующую задающую схему 53, которая управляется представляющим подлежащую установке частоту f_exc возбуждения сигналом у_FM регулирования частоты и представляющим подлежащую установке амплитуды тока i_exc возбуждения сигналом УАМ регулирования амплитуды. Задающую схему можно реализовать, например, с помощью управляемого напряжением местного генератора и включенного за ним преобразователя напряжения в ток; вместо аналогового местного генератора можно использовать также цифровой местный генератор с цифровым управлением для установки тока i_exc возбуждения.

Для создания сигнала у_AM регулирования амплитуды может служить, например, интегрированная в электронную систему 50 измерительного устройства схема 51 регулирования амплитуды, которая на основе моментальной амплитуды по меньшей мере одного из обоих сигналов s₁, s₂ датчиков, а также на основе соответствующей постоянной или изменяемой опорной величины W₁ амплитуды актуализирует сигнал у_AM регулирования амплитуды; при необходимости можно использовать также моментальную амплитуду тока i_exc возбуждения для генерирования сигнала у_AM регулирования амплитуды. Такие схемы регулирования амплитуды известны для специалистов в данной области техники. В качестве примера такой схемы регулирования амплитуды можно еще раз сослаться на устройство измерения весового расхода с использованием принципа Кориолиса серии "PROMASS I". Его схема регулирования амплитуды предпочтительно выполнена так, что латеральные колебания измерительной трубы 13 регулируются на постоянную, т.е. не зависящую от плотности ρ амплитуду.

Дополнительно к этому, соответствующая схема 52 регулирования частоты может поставлять сигнал у_FM регулирования частоты, который актуализируется, например, на основе по меньшей мере сигнала s₁ датчика, а также на основе служащего в качестве соответствующей опорной величины W₂ частоты, представляющего частоту постоянного напряжения.

Схема 52 регулирования частоты и задающая схема 53 предпочтительно объединены в контур регулирования фазы, который применяется известным для специалистов в данной области техники образом для постоянной настройки сигнала у_FM регулирования частоты на моментальную резонансную частоту измерительной трубы 13 на основе разницы фаз, измеряемой между по меньшей мере одним из сигналов s₁, s₂ датчиков и подлежащим установке, соответственно, измеряемым током i_exc возбуждения. Конструкция и применение таких контуров регулирования фазы для работы измерительных труб на их механических резонансных частотах подробно описано, например, в US-A 4801897. Естественно, можно использовать также другие схемы регулирования частоты, известные для специалистов в данной области техники, такие как описаны, например, в US-A 4524610 или US-A 4801897. Кроме того, относительно применения таких схем регулирования частоты для преобразователей указанного типа можно сослаться на уже упоминавшуюся серию "PROMASS I".

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, схема 51 регулирования амплитуды и схема 52 регулирования частоты реализуются с помощью предусмотренного в электронной системе 50 измерительного устройства цифрового процессора DSP обработки сигналов и с помощью осуществляемых и выполняемых в нем соответствующих программных кодов. Программные коды могут устойчиво или постоянно храниться, например, в энергонезависимой памяти EEPROM управляющего процессором обработки сигналов и/или контролирующего его микрокомпьютера 55 и при запуске процессора DSP могут загружаться в интегрированную в процессоре DSP энергозависимую оперативную память RAM электронной системы 50 измерительного устройства. К пригодным для такого применения процессорам обработки сигналов относятся, например, процессоры типа TMS320VC33, предлагаемые фирмой Тексас Инструментс Инк.

Понятно, что для обработки в процессоре DSP по меньшей мере сигнал s₁ датчика и, при необходимости, сигнал s₂ датчика необходимо преобразовать в соответствующие цифровые сигналы с помощью соответствующего аналого-цифрового преобразователя AD, смотри, в частности, ЕР-А 866319. При необходимости, выдаваемые процессором обработки сигналов сигналы регулирования, такие как, например, сигнал у_AM регулирования амплитуды или сигнал у_FM регулирования частоты, можно соответствующим образом подвергать цифроаналоговому преобразованию.

Как многократно указывалось выше, с помощью таких систем преобразования вибрационного типа наряду с действующими внутри среды силами трения можно индуцировать также, например, зависящие от весового расхода силы Кориолиса и зависящие от плотности среды силы инерции, поэтому, согласно предпочтительной модификации, вискозиметр дополнительно служит также для, в частности, одновременного определения наряду с вязкостью η также плотности ρ, а также весового расхода m среды и отображения соответствующим образом в соответствующей плотности величине Х_ρ измерения плотности и в представляющей весовой расход величине Х_m и